表面活性劑(surfactant)，是指加入少量能使其溶液體系的界面狀態(tài)發(fā)生明顯變化的物質(zhì)。具有固定的親水親油基團(tuán)，在溶液的表面能定向排列。

表面活性劑的分子結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

表面活性劑是一種具有特殊結(jié)構(gòu)和性質(zhì)的有機(jī)化合物，它們能明顯地改變兩相間的界面張力或液體（一般為水）的表面張力，具有潤(rùn)濕﹑起泡﹑乳化﹑洗滌等性能。

就結(jié)構(gòu)而言，表面活性劑都有一個(gè)共同的特點(diǎn)，即其分子中含有兩種不同性質(zhì)的基團(tuán)，一端是長(zhǎng)鏈非極性基團(tuán)，能溶于油而不溶于水，亦即所謂的疏水基團(tuán)或憎水基，這種憎水基一般都是長(zhǎng)鏈的碳?xì)浠�合��，有時(shí)也為有機(jī)氟﹑有機(jī)硅﹑有機(jī)磷﹑有機(jī)錫鏈等。另一端則是水溶性的基團(tuán)，即親水基團(tuán)或親水基。親水基團(tuán)必須有足夠的親水性，以保證整個(gè)表面活性劑能溶于水，并有必要的溶解度。由于表面活性劑含有親水基和疏水基，因而它們至少能溶于液相中的某一相。表面活性劑的這種既親水又親油的性質(zhì)稱為兩親性。

為了方便，常用符號(hào)長(zhǎng)方形加一個(gè)圓圈表示表面活性劑分子，如右圖所示。其中長(zhǎng)方形代表親油基，而圓圈代表親水基。

表面活性劑的類型

表面活性劑是一種既有疏水基團(tuán)又有親水基團(tuán)的兩親性分子。疏水基團(tuán)的差別主要是在碳?xì)滏湹慕Y(jié)構(gòu)變化上，差別較小，而親水基團(tuán)的種類則較多，所以表面活性劑的性質(zhì)除與疏水基團(tuán)的大小﹑形狀有關(guān)外，主要還與親水基團(tuán)有關(guān)。親水基團(tuán)的結(jié)構(gòu)變化較疏水基團(tuán)大，因而表面活性劑的分類一般以親水基團(tuán)的結(jié)構(gòu)為依據(jù)。這種分類是以親水基團(tuán)是否是離子型為主，將其分為陰離子型﹑陽(yáng)離子型﹑非離子型﹑兩性離子型和其他特殊類型的表面活性劑。

表面活性劑水溶液的特性

①  表面活性劑在界面上的吸附

表面活性劑分子中具有親油基和親水基，為兩親分子。水是強(qiáng)極性液體，當(dāng)表面活性劑溶于水中時(shí)，根據(jù)極性相似相引﹑極性相異相斥原理，其親水基與水相引而溶于水，其親油基與水相斥而離開(kāi)水，結(jié)果表面活性劑分子（或離子）吸附在兩相界面上，使兩相間的界面張力降低。表面活性劑分子（或離子）在界面上吸附越多，界面張力降低越大。

②  吸附膜的一些性質(zhì)

吸附膜的表面壓力：表面活性劑在氣液界面吸附形成吸附膜，如在界面上放置一無(wú)摩擦可移動(dòng)浮片，以浮片沿溶液面推動(dòng)吸附質(zhì)膜，膜對(duì)浮片產(chǎn)生一壓力，此壓力稱為表面壓力。

表面黏度：與表面壓力一樣，表面黏度是由不溶性分子膜表現(xiàn)出的一種性質(zhì)。以細(xì)金屬絲懸吊一白金環(huán)，令其平面接觸水槽的水表面，旋轉(zhuǎn)白金環(huán)，白金環(huán)受水的黏度阻礙，振幅逐漸衰減，據(jù)此可測(cè)定表面黏度，方法是：先在純水表面進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，測(cè)出振幅衰減，然后測(cè)定形成表面膜后的衰減，從兩者的差值求出表面膜的黏度。

表面黏度與表面膜的牢固度密切有關(guān)，由于吸附膜有表面壓力和黏度，它必定具有彈性。吸附膜的表面壓力越大，黏度越高，其彈性模量就越大。表面吸附膜的彈性模量在穩(wěn)泡過(guò)程中有重要意義。

③  膠束的形成

表面活性劑的稀溶液服從理想溶液所遵循的規(guī)律。表面活性劑在溶液表面的吸附量隨溶液濃度增高而增多，當(dāng)濃度達(dá)到或超過(guò)某值后，吸附量不再增加，這些過(guò)多的表面活性劑分子在溶液內(nèi)是雜亂無(wú)章的，抑或以某種有規(guī)律的方式存在。實(shí)踐和理論均表明，它們?cè)谌芤簝?nèi)形成締合體，這種締合體稱為膠束。

臨界膠束濃度：表面活性劑在溶液中形成膠束的最低濃度稱為臨界膠束濃度。

親水親油平衡值

表面活性劑要呈現(xiàn)特有的界面活性，必須使疏水基和親水基之間有一定的平衡。親水親油平衡值(Hydrophile-Lipophile Balance)，簡(jiǎn)稱H·L·B值，表示表面活性劑的親水疏水性能，如石蠟HLB值=0（無(wú)親水基）聚乙二醇HLB值=20（完全親水）。對(duì)陰離子表面活性劑，可通過(guò)乳化標(biāo)準(zhǔn)油來(lái)確定HLB值。HLB值可作為選用表面活性劑的參考依據(jù)。HLB值大，表示分子的親水性強(qiáng)，親油性弱；反之親油性強(qiáng)，親水性弱。

HLB值的規(guī)定

HLB值是個(gè)相對(duì)值，故在制定HLB值時(shí)，作為標(biāo)準(zhǔn)，規(guī)定無(wú)親水性能的石蠟的HLB值為0，而水溶性較強(qiáng)的十二烷基硫酸鈉的HLB值為40。因此表面活性劑的HLB值一般在1～40范圍以內(nèi)。通常來(lái)說(shuō)，HLB值小于10的乳化劑為親油性的，而大于10的乳化劑則是親水性的。因此，由親油性到親水性的轉(zhuǎn)折點(diǎn)約為10。